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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Drehender Stabmagnet


Slash
16.12.16, 23:33
Hallo,
eine Frage:
Ein Stabmagnet dreht sich mit Drehachse senkrecht zur Magnetisierungsrichtung. Strahlt er elektromagnetische Wellen ab (wenn auch sehr gering) und verliert somit immer mehr an Rotationsenergie?
VG
Slash

PS: Die Autovervollständigung hat aus "drehender Stabmagnet" "drohender Stabmagnet" gemacht. Bitte keine Angst haben, es handelt sich um einen Schreibfehler.

Ich
17.12.16, 10:17
Achso, ist gar nicht so furchteinflößend, wie der Threadtitel glauben macht.
Ja, der strahlt Wellen ab und bremst. Wenn man leitfähige Sachen in die Nähe bringt, dann ist die Bremswirkung (https://de.wikipedia.org/wiki/Wirbelstrombremse)auch überhaupt nicht gering.

Slash
18.12.16, 12:26
Oh, da hatte die Autovervollständigung einen Streich gespielt. :eek:

Jetzt kommt mir noch als Frage:
Bremst der Stabmagnet auch in einem sonst leeren Universum ab?

Und auch die Frage: Gibt es nur mich und den sich (relativ zu mir drehenden) Stabmagneten und ich bin der, der sich dreht, wird der Magnet dann relativ zu mir sich auch langsamer drehen?
In diesem Fall dürfte der Magnet ja keine EM Wellen aussenden.
Da man anhand der Fliehkrafte feststellen kann, wer sich dreht und wer nicht- richtig?

VG
Slash

Ich
18.12.16, 14:03
Wenn du dich drehst, dann wird der Stab nicht langsamer.

Slash
18.12.16, 14:14
Wenn du dich drehst, dann wird der Stab nicht langsamer.

Aber wenn sich der Stabmagnet dreht, dann dieser schon, weil er EM Wellen ab strahlt. Richtig?

TomS
19.12.16, 08:39
Aber wenn sich der Stabmagnet dreht, dann dieser schon, weil er EM Wellen ab strahlt. Richtig?
Ja, siehe oben:

Ja, der strahlt Wellen ab und bremst.

Slash
20.12.16, 06:30
Ja, siehe oben:

Ok.

Wenn es nur den Stabmagnet, mich als "Zuschauer" und das leere Universum bzw. den Raum gibt, lässt sich dann auf diese Weise feststellen, wer (absolut zum Raum) sich dreht?

Drehe ich mich, so bleibt die relative "Drehzahl" zum Stabmagnet konstant, dreht sich aber der Stabmagnet und ich mich nicht, so nimmt unsere relative Drehzahl zueinander ab. Ohne den Stabmagnet hätte ich aber ansonsten keine Bezugsmöglichkeit (ohne Sterne, etc.). Somit würde mir der Stabmagnet "helfen" meine Rotation im Raum festzustellen. Ist das richtig?
Ich könnte natürlich auch die Zentrifugalkräfte verwenden, um festzustellen, dass ich mich im Raum drehe.

Bei der Geschwindigkeit im Raum scheint nichts "Absolutes" zu geb (Relativitätstheorie) , aber bei Drehung schon. Oder besteht hier ein Denkfehler?

VG
Slash

TomS
20.12.16, 08:43
Bei der Geschwindigkeit im Raum scheint nichts "Absolutes" zu geben, aber bei Drehung schon.
Ja, das ist richtig. Bereits aufgrund der Trägheitskräfte würde man den Unterschied zwischen "freiem Fall" und "freiem Fall plus Rotation" feststellen können.

Im Falle der Rotation eines Objektes mit elektrischen oder magnetischen Multipolmomenten könnte man zudem dessen Abbremsung ggü. einem nicht-rotierenden Objekt beobachten. Im Falle eines Objektes ohne elektrische oder magnetische Multipolmomente läge dagegen keine Abbremsung ggü. einem nicht-rotierenden Objekt vor (mit Ausnahme der um viele Größenordnungen schwächeren Abbremsung aufgrund abgestrahlter Gravitationswellen).

Ich
20.12.16, 12:03
Diese Fragestellung hat schon Einstein stark beschäftigt, z.B. hier (http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/andp.19163540702/epdf) ab S. 771. Er fand das damals äußerst unschön bis inakzeptabel, dass Drehbewegung absolut sein soll, also mit Bezug auf "den Raum" definiert und nicht mit Bezug auf andere Massen oder dergleichen. Das hat er allerdings nicht abstellen können, das Machsche Prinzip (https://de.wikipedia.org/wiki/Machsches_Prinzip) ist auch in der ART nicht voll verwirklicht.

TomS
20.12.16, 13:25
Er fand das damals äußerst unschön bis inakzeptabel, dass Drehbewegung absolut sein soll, also mit Bezug auf "den Raum" definiert und nicht mit Bezug auf andere Massen oder dergleichen. Das hat er allerdings nicht abstellen können, das Machsche Prinzip (https://de.wikipedia.org/wiki/Machsches_Prinzip) ist auch in der ART nicht voll verwirklicht.
Ja, so ist das.

Ich denke aber das ist insofern akzeptabel, als dies auf jede Art von Beschleunigung, also jede Art der Abweichung von geodätischer Bewegung zutrifft. Es gibt diesbzgl. ja keinen Unterschied zwischen linearer beschleunigte Bewegung und rotierender Bewegung.

Man sollte es eher umgekehrt sehen: geodätische Bewegung ist ggü allen anderen Bewegungen dahingehend ausgezeichnet, dass sie kräftefrei erfolgt.

Ich
20.12.16, 14:11
Man sollte es eher umgekehrt sehen: geodätische Bewegung ist ggü allen anderen Bewegungen dahingehend ausgezeichnet, dass sie kräftefrei erfolgt.Das ist auch allles vollkommen mit dem Machschen Prinzip vereinbar - solange die Raumzeitgeometrie alleine durch die Relationen (Position, Bewegung) der Massen untereinander eindeutig definiert ist. Das "Problem" ist eher, dass das Beispiel aus diesem Thread im Rahmen der ART vollkommen ohne Rückgriff auf ferne Massen oder sonstwas spezifiziert werden kann, und dann dreht sich der eine Körper eben mit Bezug auf den Raum, der andere nicht. Gälte das Machsche Prinzip, dann müsste man im nächsten Schritt angeben können, woraus der Drehzustand des leeren Raums folgt. Den dürfte man nicht einfach a priore festlegen können.

Slash
21.12.16, 04:20
Wenn sich ein fester (ausgedehnter) Körper dreht, dann bewegen sich seine Massepunkte nahe der Drehachse langsamer als die äußeren.
Kann man sagen, dass unterschiedliche Regionen des Körpers sich anders durch die Zeit bewegen als andere? (Nämlich die äußeren bewegen sich langsamer durch die Zeit, aber schneller im Raum),.
Kann das irgendwie eine Erklärung sein? (Fragt mich aber nicht, für was)
VG
Slash

Slash
21.12.16, 04:26
Kann es sein, dass hier unterschiedliche Raumregionen im Universum sich unterschiedlich drehen? Verwirbelt sich der Raum auch und dehnt sich nicht "nur" aus?

Das wäre interessant.

VG
Slash

Plankton
21.12.16, 14:08
Wenn sich ein fester (ausgedehnter) Körper dreht, dann bewegen sich seine Massepunkte nahe der Drehachse langsamer als die äußeren.
Kann man sagen, dass unterschiedliche Regionen des Körpers sich anders durch die Zeit bewegen als andere? (Nämlich die äußeren bewegen sich langsamer durch die Zeit, aber schneller im Raum),.

AFAIK Ja. Nimm einen 1m langen Stock und dreh in um eine Achse in der Mitte. Eine Ameise am Stockende legt einen längeren Weg zurück als eine Beobachter-Ameise in der Mitte, bzw. > v und dann kommt es so (Ameise Mitte sieht Ameise außen rotverschoben und die außen, die innen blauverschoben). Das ganze ist kein gleichförmiger Ablauf. Das war kürzlich in dem Thread mal angesprochen. --> http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?t=3057&page=14 #133 (ab da)

PS: Die Erde kann die Raumzeit verdrehen aufgrund ihrer Masse. Ich verstehe aber das nicht: "Kann es sein, dass hier unterschiedliche Raumregionen im Universum sich unterschiedlich drehen?" ... ja, sicher doch. Die Erde dreht sich anders als z.B. ein Spiralarm einer Galaxie.

Slash
21.12.16, 21:18
PS: Die Erde kann die Raumzeit verdrehen aufgrund ihrer Masse. Ich verstehe aber das nicht: "Kann es sein, dass hier unterschiedliche Raumregionen im Universum sich unterschiedlich drehen?" ... ja, sicher doch. Die Erde dreht sich anders als z.B. ein Spiralarm einer Galaxie.

Hallo Plankton,
ich meinte die Fragestellung in etwa, anders formuliert so:

Wer bestimmt eigentlich, wann sich ein Körper dreht (man kann es ja spüren an den Fliehkräften).
Ist es der (umgebemde) Raum selbst?
Wenn ja, gibt es unterschiedliche Raumregionen, dass heißt kann es zwei Körper geben, die sich von außen betrachtet zueinander drehen, aber beide keine Fliehkräfte spüren?

VG
Slash

Plankton
21.12.16, 23:08
[...]
Wer bestimmt eigentlich, wann sich ein Körper dreht (man kann es ja spüren an den Fliehkräften).
Ist es der (umgebemde) Raum selbst?
Ich kenne das angeschnittene Thema aus einer Doku mit Brain Green. Der Stoff aus dem der Kosmos ist - Was ist Raum?

Da wird gesagt, dass selbst im leeren Universum, eine sich drehende Ballerina Fliehkraft spüren würde bzw. wenn sie die Arme zusammen zieht, wie man das kennt etc., würden auch Kräfte auftreten und sie dreht sich schneller.

So gesehen gilt das "Machsche Prinzip" nicht immer, denke ich.
http://www.spektrum.de/lexikon/physik/machsches-prinzip/9262
http://www.spektrum.de/lexikon/astronomie/machsches-prinzip/284


Wenn ja, gibt es unterschiedliche Raumregionen, dass heißt kann es zwei Körper geben, die sich von außen betrachtet zueinander drehen, aber beide keine Fliehkräfte spüren?

Ich kenne das nur mit nein als Antwort. BTW: Obwohl in Link 2 eigentlich das Gegenteil steht. Hmmm... :D Veilleciht setze ich auch einfach Fliehkräfte und Trägsheitskräft unzulässig gleich, aber wie gesagt: ich kenne das nur aus der Doku und da wurde das gesagt mit der Ballerina.

Das alles ist aber, da bin ich mir sicher, nur Spekulation und auch noch nicht wirklich geklärt. Zumindest in Bezug auf die Frage: "Was ist Raum?".

Slash
22.12.16, 05:50
Hallo Plankton,
danke für deine Antwort.

Könnte es sein, dass die kosmische Inflation eine Art Koordinatensystem (nicht für die Absolutposition) aber für die Drehung definiert?

VG
Slash

inside
22.12.16, 08:01
AFAIK Ja. Nimm einen 1m langen Stock und dreh in um eine Achse in der Mitte. Eine Ameise am Stockende legt einen längeren Weg zurück als eine Beobachter-Ameise in der Mitte, bzw. > v und dann kommt es so (Ameise Mitte sieht Ameise außen rotverschoben und die außen, die innen blauverschoben

WTF ?

Wieso sollten die sich verschoben sehen ? Deren Abstand bleibt gleich, die bewegen sich nicht aufeinander zu oder von einander weg.

Die eine Ameise am Ende rotiert, bwewgt sich auf einer Kreisbahn und die andere in der Mitte (oder nicht so weit am Ende) rotiert entweder nur um die eigene Achse oder ebenfalls auf einer Kreisbahn. Da ändert sich gar nichts in der Verschiebung.

TomS
22.12.16, 08:20
Wieso sollten die sich verschoben sehen ? Deren Abstand bleibt gleich, die bewegen sich nicht aufeinander zu oder von einander weg.
Der transversale Dopplereffekt besagt, dass auch bei konstantem Abstand und transversaler Bewegung eine Frequenzverschiebung auftritt. Aus Sicht des ruhenden Beobachters im Zentrum bewegt sich der Beobachters am Stabende zu jedem Zeitpunkt transversal, d.h. dass der o.g. transversale Dopplereffekt zu berücksichtigen ist.

Timm
22.12.16, 10:06
WTF ?

Wieso sollten die sich verschoben sehen ? Deren Abstand bleibt gleich, die bewegen sich nicht aufeinander zu oder von einander weg.

Die eine Ameise am Ende rotiert, bwewgt sich auf einer Kreisbahn und die andere in der Mitte (oder nicht so weit am Ende) rotiert entweder nur um die eigene Achse oder ebenfalls auf einer Kreisbahn. Da ändert sich gar nichts in der Verschiebung.
Im Übrigen wäre es eine Idee an der Stelle nachzuschauen, auf die Plankton in diesem Thread gerade erst hingewiesen hat:
Das ganze ist kein gleichförmiger Ablauf. Das war kürzlich in dem Thread mal angesprochen. --> http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?t=3057&page=14 #133 (ab da)

Ich
22.12.16, 11:37
Wer bestimmt eigentlich, wann sich ein Körper dreht (man kann es ja spüren an den Fliehkräften).
Ist es der (umgebemde) Raum selbst?
Wenn ja, gibt es unterschiedliche Raumregionen, dass heißt kann es zwei Körper geben, die sich von außen betrachtet zueinander drehen, aber beide keine Fliehkräfte spüren?Ja, so etwas gibt es, siehe hier (https://en.wikipedia.org/wiki/Frame-dragging):
There exists a particular rotation rate that, should she be initially rotating at that rate when she extends her arms, inertial effects and frame-dragging effects will balance and her rate of rotation will not change. Due to the Principle of Equivalence gravitational effects are locally indistinguishable from inertial effects, so this rotation rate, at which when she extends her arms nothing happens, is her local reference for non-rotation. This frame is rotating with respect to the fixed stars and counter-rotating with respect to the black hole.

Slash
22.12.16, 20:59
Ja, so etwas gibt es, siehe hier (https://en.wikipedia.org/wiki/Frame-dragging):

Hallo Ich,
danke für den Link.
Heißt das, das Gravitionsfeld bzw. den "Raum" in der Nähe einer rotierenden Kugel ist anders, als wenn die Kugel nicht rotiert (obwohl die Massenverteilung beides mal gleich ist)?

VG
Slash

PS: Vielleicht habe ich den Wikipedia Artikel auch falsch verstanden.

TomS
22.12.16, 22:06
Heißt das, das Gravitionsfeld in der Nähe einer rotierenden Kugel ist anders, als wenn die Kugel nicht rotiert (obwohl die Massenverteilung beides mal gleich ist)?
Ja.

Die Quelle der Gravitation ist nicht die Masse oder die Energiedichte, sondern die Energie-Impuls-Druckdichte. Und letzteres unterscheidet eben Massenverteilungen mit unterschiedlichen Bewegungszuständen.

Ein einfaches Analogon im Elektromagnetismus wäre ein homogen elektrisch geladener Ring; er erzeugt ein elektrisches Feld. Rotiert der Ring jedoch zusätzlich, so ist die elektrische Ladungsdichte zwar weiterhin statisch, allerdings fließt zusätzlich ein Ringstrom und erzeugt ein zusätzliches magnetisches Feld.

Slash
23.12.16, 07:16
Ja.

Die Quelle der Gravitation ist nicht die Masse oder die Energiedichte, sondern die Energie-Impuls-Druckdichte. Und letzteres unterscheidet eben Massenverteilungen mit unterschiedlichen Bewegungszuständen.

Ein einfaches Analogon im Elektromagnetismus wäre ein homogen elektrisch geladener Ring; er erzeugt ein elektrisches Feld. Rotiert der Ring jedoch zusätzlich, so ist die elektrische Ladungsdichte zwar weiterhin statisch, allerdings fließt zusätzlich ein Ringstrom und erzeugt ein zusätzliches magnetisches Feld.

Danke, das ist sehr interessant und wusste ich nicht.
VG
Slash

Plankton
23.12.16, 08:17
Die Ballerina im leeren Universum könnte einen auch zu der Frage führen, wie relative Bewegung im leeren Universum aussieht. Eine Rakete fliegt durchs leere Universum mit einer relativen Geschwindigkeit - aber zu was?
BTW: Bin mir nicht mehr ganz sicher, ob ich das Beispiel im Vorpost #16 korrekt wiedergegeben habe.

Marco Polo
23.12.16, 08:24
Die Ballerina im leeren Universum könnte einen auch zu der Frage führen, wie relative Bewegung im leeren Universum aussieht. Eine Rakete fliegt durchs leere Universum mit einer relativen Geschwindigkeit - aber zu was?

Es gibt eben keine Absolutgeschwindigkeiten. Das ist der Kern der SRT.

Man kann lediglich Relativgeschwindigkeiten zu einem relativ bewegten Beobachter definieren.